Lorsque la lumière perd sa symétrie, elle peut contenir des particules

Mécanisme de rupture de symétrie de mode pour améliorer le comportement de piégeage optique. Crédit : Yuanhao LOU, Xiongjie NING, Bei WU, Yuanjie PANG

Les pincettes optiques utilisent la lumière pour immobiliser des particules microscopiques aussi petites qu’un seul atome dans l’espace 3D. Le principe de base derrière les pincettes optiques est le transfert d’impulsion entre la lumière et l’objet tenu. Tout comme l’eau poussant sur un barrage qui bloque le cours d’eau, la lumière pousse sur des objets (et les attire également) qui font plier la lumière. Cette soi-disant force optique peut être conçue pour pointer vers un certain point dans l’espace, où la particule sera retenue. En fait, la technique de piégeage optique a jusqu’à présent remporté deux prix Nobel, un en 1997 pour le maintien et le refroidissement d’atomes uniques, un second en 2018 pour avoir offert aux biologistes un outil permettant d’étudier des biomolécules uniques telles que ADN et protéines.

Des chercheurs dirigés par le Prof. dr. Yuanjie Pang de l’Université des sciences et technologies de Huazhong (HUST), en Chine, s’intéresse aux pincettes à fibre optique, où la lumière et les particules sont manipulées à l’extrémité d’une fibre optique. Cette technique élimine le besoin d’accessoires optiques conventionnels et encombrants tels que les objectifs de microscope, les lentilles et les miroirs.

Leur idée est de commencer avec un mode lumineux symétrique parfaitement annulaire qui ne peut être transmis que dans la fibre optique et ne fuira pas dans l’espace environnant à travers la pointe de la fibre, et avoir une particule pour briser la symétrie du mode et ainsi diffuser la lumière dans l’espace . De cette façon, en changeant la symétrie et l’impulsion de la lumière, la particule reçoit une force réactive qui la maintient à l’extrémité de la fibre. Les chercheurs prédisent des applications potentielles telles que la réalisation d’un in vivo expérience de manipulation d’une seule bioparticule en utilisant la pince à épiler à fibre optique comme endoscope à l’intérieur d’un animal vivant.

L’ouvrage intitulé “Optical trapping using transverse électromagnétique (TEM)-like mode in a coaxial nanowaveguide” a fait la couverture de Frontières de l’optoélectronique

Référence : “Piège optique utilisant un mode de type électromagnétique transversal (TEM) dans un nanoguide coaxial” par Yuanhao LOU, Xiongjie NING, Bei WU et Yuanjie PANG, 15 décembre 2021, Frontières de l’optoélectronique
DOI : 10.1007/s12200-021-1134-3

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Sur Frontières de l’optoélectronique

Frontières de l’optoélectronique (FOE) vise à présenter les résultats de recherche les plus récents et les améliorations de pointe dans le domaine de la photonique et de l’optoélectronique. Il est destiné à être une plate-forme d’information importante pour une communication et un échange rapides entre les chercheurs dans les domaines concernés. La revue publie des articles de synthèse, des articles de recherche, des lettres, des commentaires, des numéros spéciaux, etc. Les rédacteurs en chef sont l’académicien Qihuang Gong de l’Université de Pékin et le Prof. Xinliang Zhang de l’Université des sciences et technologies de Huazhong. FOE a été indexé par ESCI, Ei, SCOPUS, CSCD, Source Journals for Chinese Scientific and Technical Papers and Citations, etc. FOE est en libre accès depuis 2022.

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